[发明专利]强化剩余污泥释放氮磷及生物炭诱导制备鸟粪石的方法

说明书

本发明公开了一种强化剩余污泥释放氮磷及生物炭诱导制备鸟粪石的方法，具体为：（1）用1 mol/L的HCl或1 mol/L的NaOH的将剩余污泥pH调至11‑13，放上六联搅拌器，转速设为130‑180 r/min，将处理后的污泥离心，取上清液测定其氮磷含量；（2）用1 mol/L的HCl或1 mol/L的NaOH将污泥上清液pH调为10‑11，然后加入MgCl₂·6H₂O，最后加入生物炭，投加量为60‑120 g/L，搅拌速度设为90‑110 r/min，搅拌时间为25‑40 min，沉淀时间为25‑40 min，沉淀结束后有晶体生成，即鸟粪石晶体，取上清液经0.45μm滤膜过滤后测定其PO₄³‑P和NH₄⁺‑N的含量，并计算PO₄³‑P和NH₄⁺‑N的去除率；该方法利用碱强化剩余污泥释放氮磷，并采用生物炭诱导鸟粪石的生成，生成的鸟粪石粒径大，容易回收，另外采用生物炭诱导鸟粪石的生成，实现生物炭的高效利用。

技术领域

本发明涉及一种强化剩余污泥释放氮磷及生物炭诱导制备鸟粪石的方法。

背景技术

磷是组成生命物质不可缺少且不能替代的元素之一，没有磷元素，农作物生长受到影响。磷是地球上一种不可自然再生的有限资源，已探明的全球磷矿基础储量为500×10⁸ t，其中，磷灰石储量180×10⁸ t。当前世界磷矿石的年开采量为1.4×10⁸ t左右，预计到2030年世界磷矿石的年开采速度将超过1.87×10⁸ t。以目前消耗速度计算，全球磷矿将会在100～250年内消耗殆尽。磷是人类营养物的主要组成元素之一，磷矿产资源开采后约80%被用于磷肥生产。摄入人体的磷，除少量被吸收外，绝大部分随尿液和粪便排泄到污水中而引起富营养化。这就产生了全球范围内普遍存在着陆地磷矿产资源日益匮乏与水环境中磷含量过高而导致水体富营养化这一矛盾。因此，从污水中回收磷，发掘“第二磷矿”的研究具有重要意义。

鸟粪石结晶法回收污水氮磷技术。鸟粪石结晶法，即利用镁离子与铵根离子和磷酸根离子结合，从而生成沉淀（即鸟粪石），进而达到氮、磷共回收的目的。在市政污水活性污泥法处理过程中，市政污水中约有80%总磷会转移至剩余市政污泥中，因此剩余污泥中含有比较高的磷，然而这部分磷不易转移至液相中，很难对其回收。现有技术中多采用超声波、臭氧氧化法使剩余污泥中的磷元素释放，然而这些技术存在能耗大、费用高等特点，为此，研发一种费用低，操作简单的磷释放技术具有重要意义。

传统鸟粪石结晶法处理氮、磷废水时，存在镁盐投加过量、投加碱过多、运行成本高、易产生二次污染等问题，且生成的鸟粪石晶体极其分散，回收困难，限制了该技术的应用，为此，开发容易回收鸟粪石晶体具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种强化剩余污泥释放氮磷及生物炭诱导制备鸟粪石的方法，该方法利用碱强化剩余污泥释放氮磷，并采用生物炭诱导鸟粪石的生成，生成的鸟粪石粒径大，容易回收，另外采用生物炭诱导鸟粪石的生成，实现生物炭的高效利用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种强化剩余污泥释放氮磷及生物炭诱导制备鸟粪石的方法，具体包括以下步骤：

（1）碱处理剩余污泥释放氮磷

用1 mol/L的HCl或1 mol/L 的NaOH的将剩余污泥pH调至11-13，放上六联搅拌器，转速设为130-180 r/min，时间设为1.5-3 h，将处理后的污泥离心，转速为3000-4500 r/min，时间为10-20 min，取上清液测定其氮磷含量；

（2）生物炭诱导生成鸟粪石